ЯК НАУКОВІ ДОСЛІДЖЕННЯ МІКРОБІОМУ ЛЮДИНИ ВПЛИВАТИМУТЬ НА РОЗВИТОК МЕДИЦИНИ? ЩО ВІДБУВАЄТЬСЯ ВЖЕ ЗАРАЗ?

Про це, а також про практичні аспекти даного напряму для лікарів, говоримо сьогодні з директором Науково-дослідницького і навчального Центру молекулярної мікробіології та імунології слизових оболонок (надалі – Центру), доктором біологічних наук, завідувачкою кафедри клініко-лабораторної діагностики і фармакології Ужгородського національного університету Надією Бойко

З’ясування стосунків
з... мікробами

– Як історично складалися взаємовідносини людини і мікроорганізмів?

Надія Бойко: Власне, мікробіологія – це якраз і є наука про відносини між людиною і мікроорганізмами – найчисленнішим нашим оточенням.

Стосовно сучасних досліджень людського мікробіому, то першою «віхою» у цьому напрямі було вчення Іллі Мечникова, який ще на початку XX сторіччя довів корисність вживання молочнокислих бактерій і стверджував, що саме вони визначають наше довголіття. Відтоді корисними мікроорганізмами вважалися ті, які знаходяться поза людським організмом, і мають надходити до нього разом з йогуртами, пробіотичними препаратами тощо. Звичайно, при цьому ніколи не забували і про так звану нормальну мікробіоту людського організму, яка, однак, до останнього часу була вивчена дуже поверхнево.

Суперорган, який не роздивишся без мікроскопа

– Але сьогодні лікарів вже більше цікавить ця тематика?

– У медицині мікроорганізми привертали і привертають основну увагу як збудники різних інфекційних хвороб (що, власне, відповідає дійсності), тож таке їх сприйняття спонукає до пошуку різноманітних способів їх знищення. Можливо саме тому клінічна медицина і дотепер не надає належного значення важливості ролі мікробіому у виникненні чи попередженні різних захворювань, і особливо тих, які, на перший погляд, не пов’язані безпосередньо з тим чи іншим інфекційним агентом – так званих «некомунікативних» хвороб, в основі яких лежить хронічне запалення.

Коли ж заходить мова про відносини між зовнішніми мікроорганізмами і власною індигенною (або транзиторною) мікробіотою людини, все залежить від того, наскільки відомими і визначеними та доведеними є механізми цієї взаємодії. І вже саме від цього залежить наша здатність прогнозувати її результати. Однак, коли ми говоримо про медицину, мусимо пам’ятати необхідність доказовості будь-яких тверджень, тому спиратися на висновки передових наукових досліджень можна лише за умови їх клінічної верифікації.

– Що, на Вашу думку, гальмує процес?

Н. Б.: Історично так склалося, що роль мікроорганізмів і розуміння важливості власної мікробіоти людини в медичній практиці дещо недооцінювалася і враховувалася фрагментарно, з огляду на те, що функції окремих представників мікробіому, як і вони самі, були маловідомими через відсутність сучасних молекулярних і мультидисциплінарних підходів у їх вивченні і системного підходу в аналізі великих масивів даних.

Таким чином, тільки зараз, завдяки розвитку і застосуванню цих підходів, прийшло усвідомлення визначального значення стану мікробіому для здоров’я людини. Нині сукупність мікроорганізмів вважають окремим органом людини, причому найбільшим за кількістю клітин – суперорганом.

 Сьогодні надзвичайно актуальним є питання про те, що і коли є первинним: стан організму, відповідно до якого відбуваються зміни у складі та функціях мікробіоти, чи, навпаки, мікроорганізми є тригером якихось змін або захворювань. Напевно, у більшості випадків має місце і те, і інше. Адже ми ніколи не можемо відокремити мікроорганізми – суперорган – і макроорганізм один від одного, розуміючи, що саме їх взаємовплив і взаємозв’язок є визначальним. Але, все ж таки, ми маємо усвідомлювати, що найчастіше саме мікроорганізми ініціюють зміни, оскільки вони переважають наші власні клітини не тільки за кількістю, а й за швидкістю метаболізму.

Історія питання

– Що слугувало поштовхом для вивчення мікробіому людини? Була якась конкретна причина?

Н. Б.: Іноді важко пригадати, з чого саме все починалося. Але думаю, що, насамперед, свою роль відіграли саме зміни методів досліджень, які стали на порядки інформативнішими і точнішими, а також впровадження системних підходів до аналізу даних.

Відповідно, чим більше з’являється інструментів, зокрема таких як генетичне секвенування, яке дозволяє удосконалити процес вивчення геному людини і, власне, її мікробіому, протеомний аналіз тощо – тим швидшим є прогрес в даній області знань.

Тож, коли такі методи стали доступними для дослідників, а також, у зв’язку з появою масштабних міжнародних проєктів Human Genome Project та Human Microbiome Project, відтоді, мабуть, і почався цей своєрідний «бум».

Адже стало зрозумілим, що ціла низка факторів, які насправді впливають на здоров’я людини, на її поведінкові реакції, та просто на все (!) – фактично ігнорується, тому що цей кластер не досліджувався на достатньому рівні раніше.

Драматургія сучасних досліджень мікробіому

– Отже, медики наразі активні учасники цих досліджень?

Н. Б.: Мікробіомний бум виник, також, із огляду на те, що з’явилися відповідні виклики у самій медицині. Зокрема, з точки зору доказової медицини було абсолютно незрозумілим, чому одні й ті ж самі препарати, але призначені різним людям при однаковій патології (нозології) в одному випадку є ефективними, а в іншому – ні. І навіть більше! Іноді ліки можуть спричинювати дію, яка взагалі не відповідає заявленій.

Зрозуміло, що причина цього криється в індивідуальних відмінностях організму людини. Відповідно, виникає питання, як ці особливості, а також вік, стать, соціальне оточення, спосіб життя врахувати при лікуванні? Як використати інтегровано наші класичні уявлення і дані генетичних досліджень (нашого геному) для успішної корекції нашого здоров’я? Яку роль при цьому відіграє епігенетика, що вивчає як саме довкілля, зовнішні фактори змінюють експресію тих чи інших генів? І як саме змінюються мікроорганізми того чи іншого індивідууму і наскільки вони специфічні для кожного віку, стану, способу життя або тієї чи іншої нозології?

Нові методи досліджень змінили значною мірою уявлення про кількість мікроорганізмів і власних клітин організму людини. Ці яскраві результати піонерських досліджень широко публікувалися у провідних наукових виданнях. Перші грубі підрахунки показали, що кількість мікроорганізмів у десятки разів перевищує кількість усіх клітин нашого організму. Правда, пізніше, коли були застосовані математичні моделі і точні підрахунки, вчені констатували, що ця цифра трохи завищена, насправді йдеться про перевищення у 5–6 разів. Отже, тепер можна говорити про те, що людина – це організм, який складається переважно із мікроорганізмів і меншою частиною – зі своїх власних клітин.

– Як ці новітні наукові дані впливають на практичну медицину? Які висновки вже можна зробити?

Н. Б.: Попри все, наші власні мікроорганізми і сьогодні беруться до уваги дуже нечасто як нами, так і нашими лікарями. Іншими словами, бум є, а от практичних застосувань його плодів у нас в країні поки що немає.

Більше того, навіть провідні спеціалісти, хоч і розуміють важливість мікробіому, але не враховують його при визначенні стратегії лікування, не дивлячись на те, що вже сьогодні в світі здійснюється перехід до персоніфікованої превентивної прогностичної і пацієнт-орієнтованої медицини.

До слова, у деяких областях медицини персоніфікований підхід вже застосовується. Наприклад, в онкології, коли вирішується питання, чи потрібно пацієнтові проходити курс хіміотерапії. Однак і тут при стратифікації пацієнтів (диференціації чи групуванні за певними ознаками) абсолютно не враховуються відомості про їх мікробіом.

Тож, якщо ретроспективно поглянути на розвиток досліджень у цій галузі, то виходить, що стартували ми з точки, у якій вважали мікроорганізми – корисні чи погані – сторонніми агентами. Потім дійшли висновку, що ми – одне ціле із ними.

Аналіз і корекція мікробіоти

– Чи розв’язані вже сьогодні питання норми і патології мікробіоти?

Н. Б.: Хоча таке поняття, як «нормальна мікробіота», відоме здавна, її функції часто трактувалися спрощено. Розглядалися окремо «позитивні» функції (продукування мікроорганізмами вітамінів, захист від чужорідних агентів, інші сприяння нормальній роботі організму людини) та «негативні», що асоціювалися із різними захворюваннями ослабленого організму, зумовленими умовно патогенними мікроорганізмами. Тобто біле або чорне.

На сьогоднішній день ми формуємо значно глибше розуміння мікробіоти, з’ясовуючи, як вона в різних співвідношеннях, кількостях і функціях спричинює той чи інший стан, але спричинює не у розумінні «робить це в односторонньому порядку», а з врахуванням впливу нашого організму на неї. І от цей суперорганізм – людина разом з її мікробіотою – вивчається сьогодні для того аби ми могли досягти рівня персоніфікованої медицини. Я б уточнила, справжньої індивідуалізованої медицини.

У рамках проекту «Мікробіом людини», який зараз реалізовується, розпочато дослідження щодо норми і патології мікробіоти, результати яких мають відповісти на численні сучасні питання діагностики захворювань. Більшість із них пов’язана з високою індивідуальною специфічністю і динамічністю мікробіоти та її залежністю від багатьох факторів – харчування, навколишнього середовища, способу життя, географічних особливостей регіону проживання тощо.

– Що ще, окрім довкілля, формує наш мікробіом? Чи можемо ми на це впливати?

Н. Б.: Звісно ж, впливати ми можемо. Власне, і досліджується мікробіом з метою з’ясування того, як саме ми можемо ним керувати або як його коригувати. Однак, з точки зору клінічної діагностики, спершу постає важливе питання: що саме ми розуміємо під «бажаною корекцією», тобто: що, коли, як і для чого коригувати?

Саме цим викликам присвячена діяльність нашого Центру і компанії Ediens LLC, які працюють над створенням, розвитком та використанням унікального алгоритму спрямованої та передбачуваної бажаної корекції мікробіому слизових оболонок людини, необхідного для впровадження 4П-медицини.

– Які проблеми сьогодні потребують вирішення у цьому напрямі?

– На перший погляд, все здається дуже простим, адже доступними є методи секвенування і навіть методи секвенування наступного покоління, які дають нам можливість дуже чітко і ретельно вивчити (з різною глибиною аналізу) і власні гени, і гени мікроорганізмів людини. Однак виникає питання, як правильно інтерпретувати одержану інформацію? На першому етапі дуже важливо правильно валідувати, обрати вірні підходи і стандарти (глибину зчитування тощо) для здійснення самого аналізу.

Наступне важливе питання – які бази даних і які біоінформаційні підходи використовувати для аналізу одержаного масиву даних? І тут знову постає питання норми і патології мікробіому.

Отже, якщо ми знаємо, як правильно визначити (зокрема, з якою глибиною здійснити секвенування), якщо володіємо валідованими методами біоінформатики, необхідним доступом до різних баз даних (включно з результатами клінічних випробувань), маємо інші відомості про організм людини, тобто все, що може впливати на мікробіом – тоді ми маємо можливість (не плутаємо можливість з інструментом) припустити, що саме потрібно коригувати.

Для отримання бажаного результату всю цю лінійку даних потрібно піддавати докладному інтегрованому аналізу, згідно з напрацьованими власними алгоритмами. А для цього потрібен відповідний ІТ-інструмент.

Йдеться про сьогоднішнє покоління аналізу даних. Якщо ми отримали дуже багато даних, які стосуються, наприклад, способу життя пацієнта, віку, статі, фізіологічних параметрів, мікробіому людини (що тепер цілком можливо), геному (чи певних генів, які потрапили під підозру того чи іншого клінічного стану), біохімії тощо, то їх використання передбачає застосування дуже нетривіальних технологій сучасної Data Science. Наприклад технологій, що дозволяють з’ясувати, як біохімічний, імунний стан людини і мікробіом між собою взаємопов’язані і як на їхні встановлені кореляційні залежності впливатимуть інші показники.

– Як це може виглядати на практиці?

Н. Б.: Зазвичай перед початком лікування і в його кінці (а іноді й кілька разів в процесі лікування) ми вимірюємо певний набір показників стану організму і використовуємо для їх обробки методи класичного статистичного аналізу. В результаті ми отримуємо кілька інформативних, але статичних (тобто прив’язаних до певних часових моментів) картин процесу лікування, на основі яких намагаємося розібратися в його перебігу, динаміці. Але зробити це на достатньому рівні, адекватному, наприклад, медицині 4П, її принципам превентивності, персоналізації, партисипативності та предикції, не те що важко, а й неможливо без використання нових статистичних методів, орієнтованих на дослідження динаміки процесів, без застосування біоінформатичних підходів, машинного навчання тощо та без використання спеціально створюваних під задачу інформаційних систем (ІС) з їх базами даних.

Прикладом подібної системи може бути вже функціонуюча розроблювана нами ІС, що має інструменти для обрахунку за складними алгоритмами плану персоніфікованого лікування і/або дієти на основі обраних маркерів стану конкретного пацієнта і використовує для цього власну базу даних з:

а)  відомостями про місцеві фактори епігенетичного впливу на людський організм;

б)  вичерпними різнобічними даними про валідовані нами клінічні біомаркери;

в)  зв’язком з певними базами даних відомих біомаркерів.

Відзначу, що цей ІТ-інструмент не може бути незмінним, він має постійно оновлюватись, зокрема, із застосуванням машинного навчання для одержання найкращих на даний час результатів з коригування мікробіому.

– Чому корекції має підлягати саме мікробіом?

Н. Б.: Відповідь проста – це ефективно, до того ж, простіше, аніж змінювати інші системи людського організму (біохімічну, імунну тощо).

 Наприклад, при застосуванні препаратів імуномодуляторів, які регулюють імунну систему (діючи на імунокомпетентні клітини в сторону стимулювання чи супресії імунної відповіді), потужні процеси, що балансують функціонування цієї системи, прагнуть повернути її у вихідний стан і коли їм це вдається (що відбувається дуже часто при відносно короткочасних впливах), ми, незважаючи на тимчасові ефекти від дії препаратів, отримуємо у кращому випадку лише підтвердження нешкідливості їх застосування.

Коригувати потрібно основу, яка спричинює зміни мікробіому.

Сьогодні у світі вже продемонстровані перші вдалі спроби стратифікації пацієнтів. У першу чергу, йдеться про рідкісні захворювання. Відомо, наприклад, що у випадку орфанного захворювання, клінічна картина у різних індивідуумів різна. Також, при онкологічних захворюваннях індивідуальний підхід є необхідним.

Разом з тим, на жаль, попри всі відкриття і усвідомлення важливості мікробіому, дані про його індивідуальний стан лише починають використовувати. Позитивним прикладом тут, не зважаючи на його лімітоване призначення, є запропонований ізраїльськими колегами алгоритм персоніфікованого підбору дієти з урахуванням залежності глікемічного впливу різних продуктів харчування від особливостей індивідуального мікробіому.

Інший приклад – наші дослідження певних нозологій на предмет притаманних їм змін індивідуальних мікробіомів. Метою цих досліджень є забезпечення можливості швидкої точної діагностики відповідних захворювань на основі мінімальних наборів верифікованих біомаркерів.

– Уявімо, що невдовзі всі нозологієспецифічні біомаркери будуть знайдені. Чи зможемо ми на них спиратися зі стовідсотковою впевненістю?

Н. Б.: Навряд, адже на мікробіом, як і на геном, впливає величезна кількість факторів. Завжди є питання, скільки відсотків припадає на генетичну детермінованість хвороби? Що важливіше – генетика (спадковість), чи епігенетика? Гени, які ми одержали від батьків, наскільки вони визначальні? Якщо це гени довголіття – то їх, звісно, чудово мати, а коли вони зумовлюють ризики виникнення певних захворювань? Чи обов’язково тут відразу робити рішучі кроки? Чи слід таку інформацію сприймати як вирок? Тут є варіанти, адже гени або експресуються, або ні. Тому багато чого залежить від самої людини. Вона може прийняти цю інформацію як фатум і чекати наслідків, а може спробувати змінити ймовірний хід подій. Про дієвість такого вибору свідчать, зокрема, результати відомих досліджень на близнюках: коли близнюки живуть у різних місцях і/або умовах, то можуть мати абсолютно різну експресію генів!

Отже, врахування локальних епігенетичних факторів є надважливою складовою персоніфікованого лікування і, зокрема, корегування мікробіому. Відповідно ми мусимо створювати щойно згадані біомаркерні бази даних із обов’язковою їх прив’язкою до особливостей регіону проживання. Це надзвичайно гарно демонструють дослідження вагінального мікробіому жінок різних етнічних груп: доведено, що різні домінуючі представники здорової мікробіоти піхви жінок можуть виконувати однакові функції.

Поняття інфекційних  та соматичних захворювань крізь призму новітніх знань про мікробіом людини

– Як знання про мікробіом змінили наші уявлення про хвороби?

Н. Б.: Згадаймо знамениту тріаду Генле–Коха, яку складають три чіткі умови, що вважалися необхідними і достатніми для визнання певного виду чи штаму мікроорганізмів збудником конкретної інфекційної хвороби: 1) мікроорганізм знаходять лише у осіб, що страждають на дане захворюванням; 2) вдається отримати чисту культуру даного мікроорганізму; 3) він має зумовлювати  аналогічне захворювання у інфікованих ним тварин.

Раніше лише інфекційні, інвазійні хвороби пов’язували із мікроорганізмами, причому із сторонніми, що потрапляли в організм з оточуючого середовища. Відповідно, всі інші захворювання не пов’язували із зовнішніми мікроорганізмами, як, до речі, і з внутрішніми, наявність яких не вважалась актуальною для більшості цих хвороб. Однак, наразі, коли ми говоримо про те, що мікробіом – це наш невіддільний орган, ми маємо на увазі, що наші власні мікроорганізми відіграють визначальну роль у перебігу більшості життєво важливих процесів, у тому числі безпосередньо пов’язаних із захворюваннями. І тут діагностичним стає видове (якісне) і кількісне співвідношення так званих ключових представників того чи іншого мікробіому (орального, вагінального, кишкового, шкіри тощо) конкретного індивідууму при певній нозології.

Варто відзначити, що це, звичайно, стосується усіх хвороб. У тому числі й інфекційних: завжди є більш вразливі індивідууми, але є й такі, що виявляться відносно чи повністю стійкими. І не останню роль в цьому відіграє мікробіом, який характеризується певною колонізаційною резистентністю, вистилаючи біоплівкою наші слизові оболонки. Відповідно, коли мікробіом адекватно структурований і знаходиться у хорошому стані, шанси на проникнення інфекційного агенту суттєво зменшуються. У противному ж випадку, тобто при пошкодженій, погано структурованій мікробіомній біоплівці, порушеній, наприклад, внаслідок надмірного вживання антибіотиків чи насиченої ними їжі, людський організм стає більш вразливим до різних захворювань. Звідси зрозумілою є актуальність «ремонту» чи підтримки функціонування власної біоплівки за допомогою дієтичного харчування та застосування пре-, про-, син-, імунобіотиків чи інших біопрепаратів.

Проблемою є складність зазначеного «ремонту», яка зумовлена, перш за все, необхідністю забезпечення надвисокого рівня персоніфікації і специфічності даної процедури. Адже загальні, неспецифічні, позитивні ефекти при використанні біопрепаратів будуть скоріше пов’язані з їх короткотривалими імуностимуляторними впливами під час їх транзиторного тимчасового перебування в організмі.

Коротко згадаємо ще так звані некомунікативні захворювання. Тобто стани, коли зовнішні інфекційні агенти відсутні, але співвідношення й кількість видів у мікробіомі є настільки несприятливими для організму, що призводять до виникнення хронічних тривалих запалень кишечнику і/або інших слизових оболонок. З такими станами сьогодні пов’язують більшість неінфекційних патологій людини – від ожиріння, діабету другого типу, низки різних серцево-судинних захворювань до аутизму, деменції, хвороб Альцгеймера, Паркінсона тощо.

Отже, нові знання про мікробіом дійсно змінили наші уявлення про хвороби. Причому настільки, що, сьогодні, напевно, доцільним є не лише уточнення означень, а й переосмислення понять інфекційних та соматичних захворювань.

Превенція захворювань на самому старті життя

– У який момент і чому відбуваються зміни у співвідношенні мікроорганізмів? Це пов’язано тільки із зовнішніми факторами?

Н. Б.:  Із зовнішніми також, але не тільки. Нині відоме таке поняття як «раннє програмування здоров’я». Формування мікробіому плода починається ще в утробі матері. І тут багато що залежить від її підходу до власного здоров’я. Причому мова тут йде не про інфекції, з якими все зрозуміло – вони безпосередньо передаються від матері, а про можливість передати бажане співвідношення мікроорганізмів в мікробіомі. Згідно з принципом превенції, майбутня мати мала би проходити обстеження на предмет складу її вагінального та кишкового мікробіомів, які тісно пов’язані і разом кардинально формують мікробіом плода протягом вагітності і особливо під час пологів. При виявленні порушень необхідно відкоригувати материнську мікробіоту, що забезпечуватиме превенцію подібних порушень у дитини. Якщо ми вже торкнулися теми пологів, окремо відзначимо випадки кесаревого розтину, коли діти при народженні отримують менше корисної мікробіоти від матері і, відповідно, їх мікробіоми потребують додаткової уваги (корекції) на самому початку життя – у період грудного вигодовування. Цей період дуже важливий в плані подальшого кардинального формування мікробіому. Причому важливий настільки, що сьогодні грудне вигодовування дозволяється навіть матерям зі СНІДом і ВІЛ. Відомою проблемою є коліки у грудної дитини. Ця проблема значною мірою зумовлена станом мікробіому новонародженого, котрий, як ми відзначили, визначається станом материнського мікробіому під час вагітності та пологів. Якщо мати вчасно і достатньою мірою його відкоригувала (навіть неспецифічними, не персоніфіковано підібраними біопрепаратами), то новонароджена дитина, швидше за все, буде позбавлена проблеми колік – от і маємо результати превенції в дії! Успішне науково-обґрунтоване вирішення проблеми колік, атопічних дерматитів, бронхо-легеневих інфекцій та низки інших захворювань, котрі на сьогодні часто виявляють у малюків, полягає у забезпеченні передачі дитині якісної материнської мікробіоти під час вагітності, пологів і грудного вигодовування та правильного подальшого її формування. Звісно, ми тут маємо на увазі не лише випадок відносно безпроблемного ланцюга «вагітність – пологи – грудне вигодовування», адже прийоми формування дитячого мікробіому розроблено й на випадки, коли цей ланцюг має «аварійні» ланки (скорочений період вагітності, пологи через кесарів розтин, відсутність природного грудного вигодовування тощо).

Важливо для жінок  будь-якого віку!

– Які діагностичні можливості аналізу вагінальної мікробіоти як предиктора гінекологічної патології?

Н. Б.: Це дуже актуальне й важливе запитання, особливо якщо його розглядати в контексті вищезгаданого зв’язку здоров’я новонародженого зі станом вагінальної мікробіоти його матері.

Вже зазначалося, що сучасне діагностування дозволяє виявити навіть незначні порушення вагінального мікробіому, а напрацьовані методи його персоніфікованого коригування – усунути їх.

Ми називаємо це раннім програмуванням здоров’я. Відповідно, діагностика вагінального мікробіому – не примха, а обов’язкова процедура, яку жінка має проходити, незалежно від наявності чи відсутності патології.

Що треба знати лікарям про Центр, який очолює Надія Бойко?

– Розкажіть, будь ласка, про ваш Центр. Які дослідження наразі відбуваються? Які практичні цілі стоять перед ними?

Н. Б.: Вся наша розмова безпосередньо стосується численних тем наших наукових досліджень. Спробую дуже коротко про них розповісти, розділивши на певні групи.

Перший напрям – клінічні дослідження, спрямовані на впровадження персоніфікованих підходів у медицину. Вони присвячені визначенню динамічних (!) змін мікробіому різних слизових оболонок в локальних умовах за різних нозологій для валідації індивідуальної ефективності біопрепаратів (фармабіотиків), які спеціально призначені для корекції мікробіому і створюються нами виключно на основі складових природного походження. Такими складовими є, зокрема, мікроорганізми, які специфічно можуть коригувати той чи інший мікробіом при тій чи іншій нозології у поєднанні з біологічно активними речовинами, одержаними з рослинної продукції нашого регіону.

– Тобто БАДи?

– Мова йде якраз не про БАДи, а про свіжі екстракти їстівних рослин, що багаті на біологічно активні речовини і входять до складу типових локальних продуктів харчування. Власне, ми намагаємося відкрити можливість емпіричного персоніфікованого застосування фармабіотиків і, водночас, додаткового «лікування» через розраховане для кожного індивідууму харчування із вживанням виключно безпечної продукції з абсолютно визначеним компонентним складом та властивостями щодо дії на людську мікробіоту.

Фармабіотики, які ми розробляємо і пропонуємо, є біопрепаратами нового покоління з клінічно доведеною дією. Вони відрізняються від класичних про-, пре- чи синбіотиків, перш за все, тим, що конструюються і створюються персоніфіковано – під конкретний стан (нозологію) конкретної людини. Крім того, рослинна складова у такому препараті не обов’язково має бути представлена типовими для класичних пребіотиків сполуками. Це можуть бути інші компоненти – клітковина, пектин тощо.

Важливо забезпечити синергічну дію про- та пребіотичних складових. Нами одержано бренд на біопрепарати такого типу (ProPhyLactOr) і на функціональні продукти харчування нового покоління (Ediens).

Друге, чим ми займаємося – це виявлення інформативних комплексних біомаркерів для ранньої діагностики некомунікативних захворювань. Ясно, що коли цукровий діабет 2 типу чи запальне захворювання сечостатевої системи видні вже «неозброєним оком», то сенсу у використанні якихось нових маркерів немає. Але й лікування вже може бути не надто ефективним. Наша задача полягає у забезпеченні можливості максимально раннього діагностування нозологій за допомогою нових маркерів – чітких специфічних ранніх ознак цих нозологій у наявному наборі відомостей про пацієнта. Задача складна і ранні маркери також мають бути непростими – комплексними.

У нашому випадку раннім маркером виступає певне діагностичне співвідношення представників мікробіому пацієнта разом з обраними немікробними показниками його стану (відомостями з анамнезу, показниками біохімічного аналізу крові тощо).

– Як ви це робите?

Н. Б.: Виявлення, а потім і застосування цих маркерів ми здійснюємо за допомогою спеціально розроблених алгоритмів та методів машинного навчання, реалізованих в середовищі інформаційної системи, котру я вже коротко презентувала. Додатково відзначу, що база даних інформаційної системи містить також широкий набір кількісних і якісних показників здоров’я кожного з наших пацієнтів. Серед них, окрім анамнезу і результатів різних аналізів, фігурують й певні індивідуальні характеристики, котрі пацієнт надає власноруч при онлайн-реєстрації. Вони стосуються тих сторін життя (особливостей харчування, фізичної активності, соціального положення, емоційного стану та ін.), без відомостей про які неможливо сформувати повний профіль пацієнта (ППП) – тобто набір даних, необхідний і достатній для надання людині потрібної допомоги.

Дане оцінювання відбувається за кращими відомими і створеними нами програмами, що мінімізують суб’єктивні моменти у переліку відомостей, які користувач надає власноруч при онлайн-реєстрації.

Наприклад, із 253-х поширених оціночних моделей психологічного стану ми разом зі спеціалістами-психологами відбирали ті, що мають доказову базу застосування і найбільше відповідають специфіці наших задач. На їх основі ми створили комбіновану модель, яка є вже абсолютно адекватною цим задачам, мінімізує будь-які суб’єктивні моменти і забезпечує отримання психологічної складової повного профілю пацієнта. Інші складові ППП (результати біохімічного, імунного, мікробіологічного аналізів тощо) також мають свої особливості. Наприклад, показників біохімічного аналізу крові в ППП фігурує значно менше, аніж у стандартній панелі, оскільки нас цікавлять лише ті з них, які входять до вищезгаданих комплексних маркерів. Аналогічно з імунних показників обираються лише ті, що вказують на запалення. Адже саме стан запалення визначає більшість з захворювань, пов’язаних з порушенням мікробіому.

Але тут нас зазвичай цікавлять не стільки «типові» імунні показники, що вказують лише на наявність такого стану, скільки специфічні сигнальні молекули та маркери, які свідчать про початок виникнення певних хронічних запалень.

Щодо мікробіому, то у повному профілі пацієнта він характеризується, в першу чергу, обраним нами набором мікробних та імунних маркерів (клінічно валідованих, або хоча б верифікованих у наших регіональних обмежених клінічних дослідженнях.Частину цих маркерів запатентовано, інші – валідуються).

– Для яких хвороб це може бути застосовано?

Н. Б.: Ми прагнемо покрити в такий спосіб найпоширеніші захворювання, пов’язані зі змінами кишкового, орального, вагінального мікробіомів та мікробіому шкіри.

Зокрема, йдеться про цукровий діабет другого типу, серцево-судинні патології і стани, синдром подразненого кишечника, карієс, пародонтоз, бактеріальний вагіноз, атопічний дерматит тощо.

Для цього ми розробили спеціальні інструменти – маркерні «пакети» для визначення та раннього програмування здоров’я зазначених мікробіомів. Наразі наш Центр займається остаточною валідацією та оптимізацією біомаркерів з метою зменшення їх кількості і, водночас, підвищення точності комплексної оцінки стану пацієнта. Це наближає нас до великої мети – лікувати людину, а не хворобу.

– На базі Центру ще й навчаються студенти?

Н. Б.: Так, це третій напрям діяльності Центру – навчання студентів на нашій кафедрі «Клінічно-лабораторної діагностики і фармакології».

Окрім забезпечення базового навчання за типовими програмами, ми всіляко намагаємося продемонструвати молоді й те, що відбувається на передньому краї медицини. Наш молодий колектив підходить до цього творчо, перманентно вишукує нові навчальні підходи, оригінальні матеріали.

Ми часто запрошуємо знаних спеціалістів для неформальної презентації нових знань і навичок, які стосуються, у першу чергу, новітньої медицини 4П.

Центр і кафедра переходять на цифрові методи навчання і досліджень. За допомогою досвідчених у цій справі фахівців з університету Бона розробляється єдиний мережевий ресурс наскрізного ІТ-менеджменту науки, навчання та інших сторін діяльності нашого колективу.

Ресурс буде доступний, зокрема, для навчання медичних і немедичних спеціалістів та консультаційної допомоги споживачам.

Паралельно він обслуговуватиме медичний сервіс ранньої діагностики і спрямованої корекції порушень мікробіому.

І четвертий наш напрям (або перший?) – це наукові дослідження.

Продовження у наступному номері.

Бесіду вела Людмила Чуприна.

ДОСЬЄ 

Надія Володимирівна Бойко

д. біол. н., проф., завідувачка кафедри клінічної лабораторної діагностики та фармакології Ужгородського національного університету, директор науково-дослідного і навчального Центру молекулярної мікробіології та імунології слизових оболонок (НДНЦ ММІСО). Провідний науковий співробітник у Касовія Лайф Саєнс і співзасновник компанії Едієнс.

Наукові інтереси: індивідуальне харчування, фармабіотики, мікробіом людини, інфекційні та неінфекційні захворювання; безпека харчових продуктів, П4 медицина.

Додаткова експертиза: передача знань, співзасновник і координатор технологічних платформ «Агро-продовольча» та «Здоров’я і Добробут».

Проекти ЄС: BaSeFood, JSO-ERA, ODiN (FP7), CAPINFOOD (CEE), FoodWARD (Erasmus+), BacFoodNet (COST), SKIN (Horizon 2020).

Член товариств: SMI, SOMED, ASA, SMU.

Редактор: SOMED, Мікробіологічний журнал.